在“征服”二氧化碳的攻堅戰(zhàn)中，最具前瞻性的研究是集“制服”與“馴化”為一體，模擬自然界光合作用原理，將二氧化碳直接轉化成能源。
　　
　　化石燃料資源的瘋狂開采和二氧化碳的過度排放，導致地球上的環(huán)境惡化、氣候異常、資源枯竭，人類的生存面臨嚴重的威脅。
　　
　　既要滿足不斷增加能源的需求，又要解決日益嚴重的二氧化碳危害，人類面臨著兩難的境地。各國政府、科研機構和人員、企業(yè)界為此進行了多種努力和探索。
　　
　　被動應對與主動攻堅
　　
　　目前各方研究大致可以分為被動應對和主動攻堅兩大類型。
　　
　　被動應對的措施主要有三種，一是節(jié)能減排，大力開發(fā)和推廣節(jié)能產品，以控制和降低二氧化碳排放；二是開發(fā)和推廣清潔能源；三是保護和恢復地表植被，依靠植物的光合作用吸收二氧化碳。
　　
　　這些措施目前在不少國家或地區(qū)已經得到廣泛的認可和實行，但本質上屬于對二氧化碳威脅的一種被動消極應對，從戰(zhàn)略上和現(xiàn)實上都不能從根本上解決問題。節(jié)能減排只能延緩化石燃料資源消耗及二氧化碳排放的速度，而對于“化石資源耗盡、環(huán)境繼續(xù)惡化”的未來前景則難以改變；新型清潔能源的開發(fā)盡管已經數十年，但由于功效比、投入產出比以及持續(xù)穩(wěn)定性方面的限制，在全世界能源格局中，只能減輕人們對化石能源的依賴程度。專家預測，在化石能源耗盡之前，新型清潔能源難以取代其地位，承擔起人類活動的主要能源的角色；至于依靠植物來吸收二氧化碳，其作用更是有限，只能用于人們生活小區(qū)的環(huán)境改善，相對整個地球而言，人類對森林植被及綠地的破壞尚未遏制，地球的“肺功能”遠遠沒有恢復。
　　
　　主動攻堅的方式大致分為“制服”和“馴化”兩路大軍。所謂“制服”，就是通過人工手段將大氣中的二氧化碳鎖定在特制的設備中，防止其對環(huán)境的破壞。有科學家提出，采用高壓存儲二氧化碳方式，將其液化，深埋海底。但是，高壓存儲和深埋面廣量大，成本奇高；而且，對密封材料及工藝的要求，現(xiàn)有技術難以企及，一旦發(fā)生泄漏，將導致海水酸化，對海洋生態(tài)環(huán)境造成毀滅性的破壞。
　　
　　所謂“馴化”，就是利用科技手段，將二氧化碳重新轉化成可以利用的資源。比如，現(xiàn)在比較普遍地將二氧化碳用于生產純堿、尿素、汽水的化工原料，滅火材料以及食品冷藏等等，但生產這類化工原料的資源相當廣泛，而利用途徑受到限制，這對于日益嚴重的溫室氣體來說，無異于“杯水車薪”。
　　
　　集“制服”與“馴化”于一體
　　
　　在征服“二氧化碳”的攻堅戰(zhàn)中，最具前瞻性的研究探索是集“制服”與“馴化”為一體，模擬自然界光合作用原理，將二氧化碳直接轉化成能源。一旦成功，既能直接減少大氣中的二氧化碳，又能開辟一種新型清潔能源。這種思路無疑是人類最終戰(zhàn)勝“二氧化碳”的最佳選擇。
　　
　　近年來，一些研究已經成功地用二氧化碳和水反應生成氫氣和一氧化碳，從而獲得了生產新燃料的物質基料。這是個巨大的進步。但是制約這些成果進入市場的最大障礙，就是實現(xiàn)這種轉化所耗費的能源遠遠大于所能提供的能源。如何克服這種“得不償失”成為人類新的攻堅目標。
　　
　　由美國化學家、伊利諾伊大學（University of Illinois）原教授、現(xiàn)任Dioxide Materials Inc的CEO理查德·馬塞爾（Richard Masel）領導的科研團隊，成功研發(fā)出將二氧化碳低耗高效地轉化成新能源的關鍵技術，為人類將二氧化碳“變廢為寶”開辟了新的道路，受到國際上的廣泛關注。他們的成果分別發(fā)表在近期的《科學》雜志和《科學美國人》雜志上。
　　
　　該項新技術的獨辟蹊徑之處就在于，以自然界取之不盡的光能或者風能為初始能源，依靠現(xiàn)有的光能、風能發(fā)電技術，用其生產的電能將二氧化碳和水轉化成一氧化碳與氫氣的合成氣體，這種氣體就可以再生產出石油、柴油、乙醇、甲醇等工業(yè)原料。
　　
　　這項成果的核心技術，是研發(fā)出一種以離子溶劑為電解質和催化劑的電化學系統(tǒng)，從而解決了二氧化碳轉化為新能源中的高能耗問題，預示著二氧化碳“變廢為寶”成為可能。
　　
　　在這個系統(tǒng)中，通過離子溶劑的作用，水在正極上分解并釋放出氫離子，氫離子滲透并且遷移至負極上，和負極上的二氧化碳反應，產生一氧化碳和氫氣。由于離子溶劑這項新技術的作用，二氧化碳只需要非常低的電能就可以轉化為合成氣體，生產效率由之前的不到30％達到80%以上，而所消耗的電能僅為之前的十分之一。這就成功地攻克了二氧化碳在電化學轉化中因超高電勢導致的高耗低效這一瓶頸，解決了目前科技界在這一領域面臨的普遍難題，為人類降伏“二氧化碳”開創(chuàng)了新的里程碑。
　　
　　正是由于這項新技術在治理環(huán)境和能源開發(fā)中發(fā)揮雙重作用，起到“一箭雙雕”的效果，具有廣闊的市場前景，美國《科學》雜志在刊發(fā)成果的同時，給予了極高的評價：“完全有可能利用地球上最豐富、可循環(huán)的能源物質，為包括工礦企業(yè)、汽車在內的任何設備提供動力，而不會由此產生溫室氣體。”
　　
　　將帶來革命性變化
　　
　　項目牽頭人馬塞爾指出，這項新技術將在新能源開發(fā)領域帶來一場革命性變化。它的重要意義在于：
　　
　　首先，能夠直接減少大氣中二氧化碳的含量，有效緩解溫室氣體對人類環(huán)境的壓力。他舉例說，假如一個發(fā)電廠和80萬輛汽車年排放二氧化碳分別為400萬噸，全年的二氧化碳排放總量就是800萬噸。如果將發(fā)電廠排放的二氧化碳收集起來，用這項新技術來制造汽車所需要的汽油等燃料，就可以直接減少400萬噸的二氧化碳排放，同時解決80萬輛汽車所需要的絕大部分燃油。
　　
　　其次，它既不需要化石原料提供動能，僅利用光能或風能就將二氧化碳低耗高效地轉化成新的可用能源物質，又不會與其他生物質能爭搶資源，不對糧食生產構成威脅。這就為人類減少對化石能源的依賴，保護植被和耕地，開發(fā)可持續(xù)、可循環(huán)的新能源開辟了一條全新的途徑。
　　
　　第三，解決了目前光能、風能利用不延續(xù)、不穩(wěn)定、難儲運的問題，為人類更有效地利用光能、風能提供了可選擇的方式。目前的光能和風能主要是轉化為電能。但是，一方面電能的存儲和傳輸，盡管有新材料、新技術的不斷推出，但終究無法避免其耗減；另一方面光能和風能受制于晝夜變化及氣候的影響，難以為人們有計劃、有規(guī)律地利用。而這項新技術在本質上并沒有將光能和電能消耗丟失，而是在與二氧化碳和水的化學反應中實現(xiàn)能量轉化，產生出合成氣體這種可以存儲和運輸的能源載體。如同自然界的光合作用一樣，植物利用光能將二氧化碳轉化成碳氫化合物（例如碳水化合物、糖，等等），其載體就是植物、煤礦、原油，等等。人類從古至今所使用的能源物質，絕大部分都是這種轉化的結果。這項人工光合作用生產的能源載體，將自然界需要十年、幾十年甚至上百年、千年才能完成的轉化縮短為短短的瞬間，而且同樣便于存儲和運輸，其優(yōu)勢是不言而喻的。
　　
　　第四，將“合成氣體”煉制成石油、柴油、乙醇、甲醇等燃料已經是較為成熟的生產工藝，國際大型石油公司一直在用這類合成氣加工成石油，這項新技術完全具備了大面積推廣使用的條件。
　　
　　馬塞爾根據目前大型石油公司的需求及合作意向作出判斷，這項新技術在2015年以前為推廣完善期，2018年將會廣泛運用。到2020年，該項新技術將作為人類控制溫室氣體的重要手段，納入各國碳排放計劃指標。
　　
　　筆者認為，新技術的問世，對于中國這樣一個能源需求和消耗的大國，更具有既緊迫又可行的推廣價值。
　　
　　一方面，中國既要滿足經濟社會發(fā)展對能源不斷增加的新需求，又要不斷控制和減少二氧化碳的排放，矛盾已經相當突出。11月9日，溫家寶總理主持召開國務院常務會議，討論通過了《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》。據了解，2009年我國石油進口就達2.038億噸，依存度已經超過50%。而二氧化碳排放量大，減排的任務相當艱巨。
　　
　　另一方面，中國已經具備利用這項新技術的條件。經過這些年的技改投入，國內已經初步建成了太陽能電池板和風能設備的規(guī)模生產，完全能夠適應新技術初始電能的需要。同時，像中石油、中石化等大型企業(yè)都擁有著將合成氣體煉制成能源物質的能力和工藝。
　　
　　因此，只要國家從宏觀的能源戰(zhàn)略層面予以指導和引導，在財政和稅收政策上納入“新能源”和“減排”的范疇，予以扶持和支持，這項新技術必將在中國的未來能源戰(zhàn)略及發(fā)展低碳經濟中發(fā)揮重要的作用。
　　

　　來源：瞭望新聞周刊